【關(guān)鍵技術(shù)】虛擬電廠的應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)

刪除標(biāo)識(shí)|福昕編輯器高賜威教授PDF編輯32030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”風(fēng)電、光伏裝機(jī)12億干瓦以上!虛擬電廠連接用戶側(cè)(分布式)和大電網(wǎng)/批發(fā)市場光伏儲(chǔ)能充電樁虛擬電廠5◆廣州：虛擬電廠管理平臺(tái)已注冊(cè)各類用戶30家，完成簽約15家，邀約響應(yīng)能力約1250兆瓦，實(shí)時(shí)響應(yīng)能力約220兆瓦.-->需求響應(yīng)◆上海：商業(yè)建筑虛擬電廠，目前已接入樓宇130幢，發(fā)電容量59.6MW,節(jié)省電力投資調(diào)資源，容量約16萬千瓦，支撐奧運(yùn)期間100%綠色用電。-->調(diào)峰輔助服務(wù)資12.8億，減少碳排放300萬噸。-->需求響應(yīng)67靈活性(可調(diào)度、消耗電功率)(可調(diào)度、輸出電功率)(不可調(diào)度、輸出電功率)輔助服務(wù)市場(功率平衡能力)能量市場8作為買方參時(shí)還能稱為虛擬電廠嗎?輔助服務(wù)市場(功率平衡能力)能量市場8信息模型、需求響應(yīng)系統(tǒng)與終端、負(fù)荷聚合商需求響應(yīng)平臺(tái)、需求響應(yīng)效果評(píng)估等平臺(tái)業(yè)務(wù)輔助服務(wù)能量市場9是如何聚合不同分布式電源柔性可調(diào)負(fù)荷儲(chǔ)能配置某類型資源多寡及其提供產(chǎn)市場機(jī)制的重要性：市場缺什么,應(yīng)該反映到價(jià)格上，√√分布式光伏上網(wǎng)按√目前江浙滬批發(fā)價(jià)√光伏出力的不確定性在市場中意味著損失和風(fēng)險(xiǎn)；√基于成本收益分析220kV分區(qū)220kV分區(qū)220kV層內(nèi)按導(dǎo)則：相鄰分區(qū)之間保持互為備用虛擬電廠的運(yùn)營管理模式柔性柔性集中管理模式下，VPP對(duì)于所屬的資源具有集中優(yōu)化控制的職能，分布式資源用戶向VPP讓渡了控制權(quán)，VPP與用戶間的控制權(quán)轉(zhuǎn)讓交易還需額外的交易機(jī)制安排。77N柔性負(fù)荷柔性負(fù)荷7柔性負(fù)荷數(shù)據(jù)交換及處理市場價(jià)格、氣象及負(fù)荷預(yù)測制定運(yùn)行計(jì)劃參與市場招投標(biāo)提供輔助服務(wù)并參與輔助服務(wù)市場風(fēng)險(xiǎn)管理內(nèi)部DGs簽定個(gè)性化合約和轉(zhuǎn)發(fā)者，即由所屬的分布式資源自主提供輔助服務(wù)并參與輔助服務(wù)市場風(fēng)險(xiǎn)管理內(nèi)部DGs簽定個(gè)性化合約網(wǎng)絡(luò)速率延遲不超過500ms,丟包率不高于0.5%虛擬電廠參與電力交易虛擬電廠參與市場交易機(jī)制設(shè)計(jì)對(duì)國內(nèi)外需求側(cè)及虛擬電廠參與市場交易機(jī)制進(jìn)行調(diào)研，研究適宜不同場景虛擬電廠參與中長期電量市場交易方法對(duì)當(dāng)前上海電力交易現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，研究在當(dāng)前體制下，基于中長期電量市虛擬電廠參與輔助服務(wù)市場交易方法調(diào)研當(dāng)前上海調(diào)峰、調(diào)頻等典型輔助服務(wù)的獲取方法和市場化交易機(jī)制，研虛擬電廠參與市場交易框架設(shè)計(jì)在現(xiàn)有電力交易體制框架下，研究虛擬電廠參與能量和輔助服務(wù)市場化交易虛擬電廠參與現(xiàn)貨市場方案設(shè)計(jì)考慮未來現(xiàn)貨市場發(fā)展，提出現(xiàn)貨市場環(huán)境下考慮虛擬電廠參與的典型設(shè)計(jì)虛擬電廠參與市場化交易的總體架構(gòu)近期：依托現(xiàn)有的交易品種遠(yuǎn)期直接參與中直接參與中電量維度(電力(電力電廠務(wù)市場)高峰發(fā)電=削減負(fù)荷③分布式電源③分布式電源背景背景虛擬電廠的職能虛擬電廠的職能試點(diǎn)目標(biāo)試點(diǎn)目標(biāo)澳大利亞虛擬電廠(VirtualPower資源與電力市場運(yùn)行進(jìn)行有效整合，并網(wǎng)的VPPs側(cè)重于協(xié)調(diào)屋頂光伏、電池儲(chǔ)能和可控負(fù)載設(shè)備。6Environm虛擬電廠示意圖概覽共計(jì)8家虛擬電廠市場主體注冊(cè)參與試點(diǎn)運(yùn)行的虛擬電廠的技術(shù)設(shè)備都是“光伏+儲(chǔ)能電池”項(xiàng)目名稱規(guī)模(兆瓦)項(xiàng)目名稱規(guī)模(兆瓦)南澳大利亞州南澳大利亞州南澳大利亞州新南威爾士州64南澳大利亞州維多利亞州新南威爾士州1昆士蘭州1項(xiàng)目，幾乎占安裝儲(chǔ)能電池用戶的市場準(zhǔn)入口需要在NEM適當(dāng)注冊(cè)為市場客戶或市場輔助服務(wù)提供商，或成為其中一個(gè)申請(qǐng)人適當(dāng)注冊(cè)的集團(tuán)的一部分)口具備符合所要求的兩份技術(shù)規(guī)范文件：最低技術(shù)規(guī)范數(shù)據(jù)規(guī)范項(xiàng)目的參與者有義務(wù)向AEMO提供兩份數(shù)據(jù)集，包括：√聚合的VPP數(shù)據(jù)集——每個(gè)VPP的預(yù)期有功功率流的聚合預(yù)測和聚合實(shí)際性能數(shù)據(jù)(例如，位于南澳大利亞的VPP必須提供南澳大利亞地區(qū)的電能預(yù)測)√設(shè)備數(shù)據(jù)集——一組以每5分鐘采集頻率分辨率采樣的DER系統(tǒng)變量。試點(diǎn)運(yùn)行實(shí)施方案還規(guī)定虛擬電廠的最小規(guī)模為1兆瓦，不得包含集中式儲(chǔ)能電池?？谝皇翘摂M電廠與售電公司合作同時(shí)參加調(diào)頻輔助服務(wù)市場和實(shí)時(shí)電力市場；在這種情況下，虛擬電廠要與售電公司簽訂協(xié)議，虛擬電廠不必進(jìn)行注冊(cè)，交易機(jī)構(gòu)與售電公司進(jìn)行結(jié)算?？谌翘摂M電廠可以單獨(dú)注冊(cè)，但僅能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場。參加注冊(cè)時(shí)需提交用戶表計(jì)標(biāo)識(shí)碼和電表技術(shù)參數(shù)，注入頻率測試RetailerisalsotheV參與電能量市場VPP電力現(xiàn)貨市場價(jià)格響應(yīng)電能量交易：虛擬電廠通過發(fā)電出力、用電負(fù)荷雙向交易電能量。澳大利亞VPP可以作為電網(wǎng)連接點(diǎn)處的財(cái)務(wù)責(zé)任市場參與者(Financially地區(qū)新南威爾士州昆士蘭州南澳大利亞州塔斯馬尼亞州維多利亞州閾值(兆瓦)輔助服務(wù)交易品種虛擬電廠可參與其中六種應(yīng)急恢復(fù)用調(diào)頻輔助服務(wù)品種交易：分別為快速向上恢復(fù)，快速向下恢復(fù)，慢速向上恢復(fù)，慢速向下恢復(fù)，延遲向上恢復(fù)，延遲向·虛擬電廠響應(yīng)頻率偏移方式可以按照比例調(diào)節(jié)，即其出力1負(fù)荷上下調(diào)節(jié)量與頻率偏移幅度成比例，或者是以開關(guān)方式，例如關(guān)?；蜷_啟用電設(shè)備?！な芗夹g(shù)條件限制，試點(diǎn)運(yùn)行期間虛擬電廠不參與由AGC調(diào)控的修正用調(diào)頻輔助服務(wù)市場。調(diào)頻輔助服務(wù)市場調(diào)頻輔助服務(wù)市場口參與容量：口運(yùn)營情況：試點(diǎn)運(yùn)行期間出現(xiàn)了幾次突發(fā)事件，對(duì)于應(yīng)急恢復(fù)頻率需求，多數(shù)虛擬電廠都能提供調(diào)頻輔助服務(wù)。但也出現(xiàn)過公共互聯(lián)網(wǎng)造成與虛擬電廠通訊暫在2020年4月至2021年4月期間，VPP在應(yīng)急調(diào)頻市場份額從0.6%增加到總體來說，實(shí)際運(yùn)行時(shí)AEMO平均能接收到66%～97%測技術(shù)上傳的數(shù)據(jù)。28電能量市場口參與交易的虛擬電廠表現(xiàn)出大體相近的充放電行為，其市場策略在很大程度上電廠的行為在正常電價(jià)范圍(0～300澳元/兆瓦時(shí))沒有明顯的改變?？谑袌龇治鲲@示，即使在實(shí)時(shí)價(jià)格高于10000澳元/兆瓦時(shí)、低于負(fù)500澳元/兆瓦時(shí)這樣的極端情況下，虛擬電廠的反應(yīng)并不存在趨同行為。在實(shí)時(shí)價(jià)格極高時(shí)，有三家虛擬電廠在39%的時(shí)間內(nèi)做出相應(yīng)反應(yīng)。口在很多的負(fù)數(shù)實(shí)時(shí)價(jià)格出現(xiàn)時(shí)，確實(shí)觀察到虛擬電廠在充電，但是這些時(shí)段基本上與虛擬電廠每天中午充電時(shí)間重合。在其他負(fù)價(jià)格時(shí)間，虛擬電廠充電是非常有限的。8Generation/Discharging歐洲最大的虛擬電廠(VPP)運(yùn)營商之一。不僅僅源占比計(jì)劃從目前的46%提高到80%,占一次能源的比例從目前的20%提高到30%,2022年德國新增光伏裝機(jī)量達(dá)7.29GW。由于電網(wǎng)規(guī)劃和擴(kuò)建滯后虛擬電廠是系統(tǒng)靈活性的解決方案undforw德國的能源聚合市場和靈活性市場規(guī)模為75GW,虛擬電廠通過聚合并集中調(diào)度分布《可再生能源法》等從法律上鼓勵(lì)、推動(dòng)虛擬電廠發(fā)展。德國虛擬電廠主要業(yè)務(wù)包括在批發(fā)市場銷售100kW以上可再生能源電廠的發(fā)電量，以及利用靈活性參與日內(nèi)市場和平衡市場。德國德國NextKraftwerke的規(guī)模VolumeoftradedeneNetKnhwerkeGrbHNaatKatwerkedebuts資源類型聚合資源NextKraftwerke聚合了龐大的資源池(Next·儲(chǔ)能單元·生物質(zhì)能發(fā)電廠·電力負(fù)荷·應(yīng)急發(fā)電機(jī)·水力發(fā)電廠·光伏發(fā)電·風(fēng)力發(fā)電電力交易服務(wù)——市場準(zhǔn)入、平衡出力電力交易服務(wù)——市場準(zhǔn)入、平衡出力為清潔能源發(fā)電企業(yè)提供平穩(wěn)出力服務(wù)，將不可控的風(fēng)電、光伏和可控的燃?xì)鈾C(jī)組、生物質(zhì)發(fā)電等資源整合從而降低可再生能源的波動(dòng)性，參與日前日內(nèi)市場、期貨市場及OTC交易，助力新能源消納。NWwPrikceatEPLXSpot盈利模式三盈利模式三盈利模式盈利模式參與輔助服務(wù)——穩(wěn)定電網(wǎng)參與輔助服務(wù)——穩(wěn)定電網(wǎng)NextKraftwerke在其VPP中將小規(guī)模發(fā)電商、儲(chǔ)能單元和工商業(yè)用·具備快速響應(yīng)能力。核心技術(shù)核心技術(shù)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是VPP的核心，通過M2M聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)化。TSO、電力市場、發(fā)電商和用戶之間的數(shù)據(jù)交換是高度加密的?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模信息的采集存儲(chǔ)，包括VPP當(dāng)前運(yùn)行情況及各資源的狀態(tài)，繼而根據(jù)來自EPEXSpot的實(shí)時(shí)價(jià)格信號(hào)，每15分鐘調(diào)整所有靈活發(fā)電資源。冗余服務(wù)器結(jié)構(gòu)確保虛擬電廠持續(xù)運(yùn)行?；趦r(jià)值的資產(chǎn)管理和投資組合優(yōu)化，使所有者和運(yùn)營商能夠根據(jù)業(yè)務(wù)目標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)偏好配置最大化收入的運(yùn)營策略；具有優(yōu)化能源產(chǎn)品能效及實(shí)現(xiàn)智能交易功能，可以為客戶提供日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)電力交易√√2012年，特斯拉開始研發(fā)家用儲(chǔ)能Powerpack,進(jìn)軍能源領(lǐng)域；Autobidder,實(shí)現(xiàn)了“車+樁+光+儲(chǔ)+荷+智”生態(tài)系統(tǒng)整合，成為特斯Autobidder平臺(tái)托管在Tesla高度可靠且安全的云基礎(chǔ)架構(gòu)上，可執(zhí)行大規(guī)模復(fù)雜計(jì)算，通過安全的WebAPI與市場運(yùn)營商和客戶進(jìn)Autobidder預(yù)測優(yōu)化客戶所處電力環(huán)境分布式日志服務(wù)端5雙邊合同安排√發(fā)電預(yù)測Autobidder作為虛擬電廠實(shí)時(shí)交易和控制平臺(tái)，聚合資源種類主包括EV、儲(chǔ)能、光伏等特斯拉生態(tài)系統(tǒng)。其作為分布式數(shù)據(jù)庫和算力平臺(tái)，與能源產(chǎn)品進(jìn)行雙向通信，提供負(fù)荷和發(fā)電量預(yù)測共享功能，與各級(jí)資源的信息和計(jì)算數(shù)據(jù)互聯(lián)共享，為虛擬電廠實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)測、特斯拉虛擬電廠生態(tài)產(chǎn)能市場能源調(diào)度負(fù)荷預(yù)測調(diào)度優(yōu)化商業(yè)電網(wǎng)特斯拉能源數(shù)據(jù)分析特斯拉新能源汽車案例實(shí)踐案例實(shí)踐案例√管理用戶站點(diǎn)運(yùn)行和通信的案例實(shí)踐案例TeslaSAVPP示范項(xiàng)目系統(tǒng)架構(gòu)輸限值控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)案例實(shí)踐案例